En
este trabajo, se indagó sobre el uso del líquido iónico C1EG como agente
tensoactivo en polimerizaciones radicálicas en microemulsión de estireno y
acetato de vinilo, debido a sus propiedades tales como biodegradabilidad y alta
actividad superficial (atribuido a su estructura química con dos cabezas
polares). El uso de este tensoactivo permitiría la reducción de riesgos ambientales y efectos contra
la salud, comparado con los tensoactivos tradicionales que generalmente son tóxicos.
A
través de la construcción de diagramas de fase ternarios se obtuvieron las concentraciones de los componentes que
permitieran la delimitación de la región de microemulsión normal, se realizaron
diversas polimerizaciones variando los
porcentajes de iniciador (0.35 o 0.7 %
p/p), estireno (2 o 4 % p/p), acetato de vinilo (3 y 6 % p/p) y temperatura de
50, 60 y /o 70 °C.
Los
látex obtenidos en las polimerizaciones seleccionadas fueron caracterizados mediante
diámetro de partícula hidrodinámico mediante dispersión de luz dinámica (DLS), polidispersidad,
potencial Z, número de partícula, estabilidad mecánica, morfología mediante microscopía
electrónica de transmisión (TEM) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Adicionalmente,
los polímeros resultantes se caracterizaron mediante espectroscopía de infrarrojo (FTIR), resonancia
magnética nuclear (RMN 1H y 13C)
cromatografía de permeación en gel (GPC), análisis termogravimétrico (TGA),
calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis dinámico mecánico (DMA).
Los
resultados derivados en esta investigación demostraron que es posible el uso
del disolvente verde C1EG como agente tensoactivo en polimerizaciones en
microemulsión, logrando la reducción de la concentración de este tensoactivo (5
% p/p) necesaria para la formación de microemulsiones, comparada con la
concentración requerida de otros tensoactivos convencionales (5- 25 % p/p). Esto permitió la obtención de látex con
diámetros de partícula <
138 nm así como valores de potencial Z
de 39-114 mV, que demuestra la estabilidad del látex con números de partículas <1.3529x1017. Adicionalmente,
los poliestirenos demostraron tener un peso molecular de ~1x106 Da y un valor de
temperatura de transición vítrea (Tg) de ~104 °C mientras que los poliacetatos de
vinilo presentaron un peso molecular de ~2x105
Da y Tg de ~40 °C. Ambos polímeros presentaron propiedades fisicoquímicas
similares a los obtenidos mediante polimerización con tensoactivos
convencionales.
Esta investigación fue financiada por CONAHCyT (Proyectos 299058 y 316263) y subsidio (A1-S-46343) y por el Laboratorio Nacional de Micro y Nanofluídica (LABMyN). La autora Guerrero-Hernández agradece la beca (599235) de CONAHCyT proporcionada para realizar su estudio de doctorado, H.I. Melendez-Ortiz agradece al programa Investigadores por México-CONAHCyT. Los autores también agradecen a la Lic. Maricela García Zamora y Dr. José Román Torres Lubián por su ayuda en los estudios de espectros RMN, al Dr. Enrique Barriga Castro por las caracterizaciones los polímeros mediante TEM, a la L.C.Q. Guadalupe Méndez Padilla y MC. Israel Sifuentes por las caracterizaciones mediante DSC, TGA y DMA, a MC. María Teresa Rodríguez por la determinación del peso molecular de los polímeros mediante GPC y a la Dra. Esmeralda Saucedo Salazar y al Q.F.B. Jesús Cepeda Garza por las caracterizaciones mediante SEM.